作者：张毅
建立既有玻璃幕墙安全风险预警机制，在玻璃幕墙安全事故发生之前进行风险预测并采取相应措施，保证既有玻璃幕墙建筑的正常使用和人身财产安全工作已迫在眉睫。对于既有建筑幕墙的安全评估，已有处理措施大多过于复杂或笼统，实际应用中可操作性差，因此，以简单易行、合理可靠为原则，对既有玻璃幕墙安全评估和预警机制进行系统研究，并结合工程实例分析其适用性，通过保障措施的支持，防患于未然，对确保幕墙行业安全稳定发展具有重要意义。
1 既有玻璃幕墙安全风险预警机制
安全风险预警机制就是对安全风险进行检测，通过分析风险水平，提前对危险状态发布警告并及时处理的制度。一般情况下，安全风险预警包括安全风险检测，安全风险因子识别，安全风险预警指标体系的建立，安全风险预警标准的确立和安全风险应对与响应系统等几个方面。
1.1 既有玻璃幕墙安全风险检测
1.1.1 既有玻璃幕墙安全风险类型
既有玻璃幕墙在使用过程中存在各式各类风险，然而每种风险发生的概率和程度不尽相同，各种风险之间还存在关联。为全面分析玻璃幕墙使用过程中的主要风险，通过专家访谈、调查问卷等 方式，根据幕墙的不同组成部分，确定了既有玻璃幕墙主要安全风险共有如下几个方面。
1)面板采用非安全玻璃、自爆、脱落、碎裂等。
2)结构胶结构胶老化、起泡、塑性变形、龟裂、黏结失效等。
3)结构构造及受力构件索桁架、钢架等承载力不足，螺栓、预埋件、连接件等锚固紧固件老化、生锈、破损、卡死、松动变形、扭曲损坏、脱落等。
4)开启窗 窗五金件由于窗扇使用不当、防锈处理不足等问题，存在变形、腐蚀、卡死、缺损等情况，导致窗扇支撑安全度不足，甚至脱落。
5)密封材料 密封胶、密封条失效、脱落，导致雨水渗漏，腐蚀幕墙构件，引起构件或面板脱落等。
1.1.2 既有玻璃幕墙安全风险检测方法
对于既有玻璃幕墙安全风险检测，一般以现场检测为主，结合现场取样进行试验检查和力学验算。检查分为初步检查和详细检查两方面，其中初步检查应针对直接可见、遮挡物易移除且易恢复的部位，常采用目测、手试、简易工具测量等检查方法进行；详细检查依托主要材料试验，采取现场取样后交由专业实验室检测并得出试验数据和试验结论。基于上述玻璃幕墙的几类常见风险，以检测指标为依据实行分项检测。
1.2 既有玻璃幕墙安全风险因子识别
1. 2.1 外部因子
1)时间因素
由于我国建筑幕墙的设计使用最低年限为25年，远远低于建筑本体使用年限，而玻璃幕墙常用的硅酮结构胶质量保证期一般只有10年，更是低于幕墙设计使用年限，且随着时间推移其性能会发生严重退化。幕墙与建筑主体连接部分在温差及长期荷载的反复作用下，将发生金属构件及连接件的锈蚀，锚固及连接螺栓的松动，这些都会不同程度地降低其安全使用性能。
2)建设过程不规范
20世纪80年代末至90年代初，幕墙技术从国外引入我国，并迅速在全国得到广泛应用，但直至1996年，关于玻璃幕墙行业的国家标准才出台，由于标准和规范的相对滞后，致使玻璃幕墙工程从设计、制作、安装、检测和验收等各环节都缺少统一的技术标准依据，设计不合理、施工过程质量控制不严、验收不规范，加之从业人员对幕墙行业技术控制不足等造成的质量问题，随着时间的推移逐渐发展为使用过程中的严重安全风险。
3)日常使用和维护不当
使用过程中的人为破坏、清洗时使用有腐蚀性 的清洗剂等因素对玻璃幕墙造成一定程度的损坏。
4)环境因素
一般情况下，幕墙长期处于重力荷载作用下， 同时承受风荷载和温度应力等作用，加之多种化学侵蚀作用，对幕墙质量产生重大考验。若是遭受地 震、台风、雷击、火灾等突发灾害，其造成的风险更 加不可估量。
5)社会和经济因素
如产权关系复杂、责任人不明确、维修基金不 足以承担检测和改造费用等。
1.2.2 内部因子
内部因子是指直接造成玻璃幕墙实体损害的 质量问题，分为定性和定量两方面。
1)定性因子包括面板变形程度，玻璃中结石、 气泡、砂粒、硫化镍等杂质位置和密集程度，玻璃边 缘的处理情况，磨边、倒棱、倒角质量，划伤、损伤、 破裂情况等；结构胶和密封材料表观腐蚀老化程 度，开裂、起泡、变色情况，注胶饱满程度，黏结质量 等；受力构件和开启窗的腐蚀和生锈程度、紧固程度、变形情况等。
2)定量因子包括面板中所含硫化镍粒径、振动 频率等，结构胶和密封材料的尺寸参数、拉伸强度、 断裂延伸率、邵氏硬度、质量损失率等，结构构造及 受力构件的数量、承载力、变形等。
1.3 既有玻璃幕墙安全风险预警指标体系
1.3.1预警指标确立原则
1)科学性 预警指标应以安全风险因子为主要来源，而由于外部因子与内部因子相互关联，如时间因素，随着时间推移幕墙本体产生性能老化，而这些都能更具体地反映在内部因子中。因此，预警指标应基于幕墙本体根据风险的真实情况设计，以内部因子为主要来源，有条件的情况下以量化指标为主，保证预警的科学性和准确性。
2)可检测性能够量化的预警指标，其值必须 在现有技术水平下可以很方便地检测出来，否则该指标只能是一纸空谈，没有现实意义和实用价值。
3)代表性 预警指标必须是某一类风险众多影响因素中最有代表性的一项或几项。
4)全面性为了能够全面评价幕墙安全状况，预警指标必须从玻璃幕墙各风险类型出发，涵盖安全风险的每一个方面。
1.3.2 预警指标体系建立
根据预警指标确立原则，预警指标体系的确立如图1所示。图中取样试验参数包括热老化、邵氏硬度、紫外线处理、拉伸强度、断裂延伸5项指标。
1.4既有玻璃幕墙安全风险预警标准的确立及风险应对
在预警指标体系建立的基础上，通过检测相关预警指标的实际状况，结合预警标准，运用一定的分析方法，得出某一既有玻璃幕墙的安全预警等级，具体方法如下。
5个一级指标（面板、结构胶、结构构造与受力构件、开启窗、密封材料）满分均为100分，实际应用中，根据评价标准（见表1），通过检测和评价每一个一级指标下设的二级指标的情况，综合得出各一级指标的分值X1，X2，X3，X4，X5，分别乘以相应一级指标的权重w1，w2，w3，w4，w5，乘积相加得出安全值S。
式中：S为既有玻璃幕墙安全值，SƐ [0，100]；X为一级指标分值；w为一级指标权重。
各一级指标权重的设置不能一概而论，应综合考虑具体幕墙形式、使用状况和环境状况，采用经验法、专家咨询权数法（Delphi法）、调查问卷或相关数学方法科学确定。无论任何形式的幕墙，其面板指标的权重都应较大，因为玻璃自爆和脱落所引起的损失程度最为严重。但是对于结构胶指标而言，由于隐框玻璃幕墙主要是靠结构胶的黏结力固定，而明框和点式玻璃幕墙则不然，故其在明框玻璃幕墙或点式玻璃幕墙中的权重应远远小于隐框玻璃幕墙。
根据式(1)得出的安全值必位于[0，100]区间内，根据既有玻璃幕墙安全值得分分布情况，对应既有玻璃幕墙的事故发生情况并参考国内外预警等级划分标准，划分既有玻璃幕墙安全风险预警等级如表2所示。
2 既有玻璃幕墙安全风险预警响应流程
根据既有玻璃幕墙行业和事故特点，针对以上预警机制，设计既有玻璃幕墙安全风险响应流程，为相关单位的预警工作提供借鉴（见图2）。
3 工程实例分析
某大学附属医院，项目主体高度124m，主体大楼幕墙总建筑面积13 512.35m2，项目幕墙大面采用全隐框玻璃幕墙形式，局部外挂横向装饰线条。该大楼自2009年7月建成投入使用，使用过程中未能很好地实行维护、保养，也未进行过安全性检查和鉴定。2014年底对该玻璃幕墙进行风险检测，通过预警响应流程实施预警机制，综合评定该幕墙工程的预警等级，提出相应措施。检测情况如下。
1)玻璃面板
部分玻璃有斑点、划伤、破损等缺陷。个别玻璃附框脱落，玻璃厚度满足设计要求。
2)硅酮结构胶
硅酮结构胶未见有脱胶、开裂、气泡，部分结构胶存在化学析出现象。
3)结构构造与受力构件
幕墙各节点连接可靠，构造方式符合设计要求；立柱、横梁连接处密封胶部分未注胶；立柱、横梁外观无明显变形或裂缝，局部有流痕和损坏，表面涂膜有轻度腐蚀；梁柱连接角码、螺栓规格数量符合设计要求。
4)开启窗
五金件配件窗连接杆锈蚀严重，部分已经脱落；所有幕墙上悬窗未按照施工规范安装幕墙窗止退块；所有幕墙隐框窗未按照规范安装玻璃防坠落托块，完全采用结构胶受力；绝大部分幕墙窗连接杆螺母数量不符合规范要求，部分开启扇连杆脱落。
5)密封材料
部分密封材料有硬化龟裂、脱落现象；密封胶材料在屋顶部位、楼层间横向铝型材装饰带部位龟裂、老化情况严重；存在渗漏现象。
由于密封胶存在问题较为严重，对其进行取样试验。取样部位为31楼楼顶、2楼东侧、5楼南侧3个部位，取样长度均为100mm。拉伸试验开始前，首先观察密封胶外观情况，未出现明显裂纹，而屋顶密封胶因风化作用严重，外观颜色老化程度相对明显。拉伸试验过程中，在不破坏试件的情况下，3组拉伸数据分别如下：31层最大拉伸长度120mm，2层最大拉伸长度180mm，5层最大拉伸长度200mm;拉伸率分别为20%，80%，100%。
通过数据分析，在规范要求100%拉伸率情况下，31层密封胶已不能满足继续使用要求；依据经验判断，建筑物外横向装饰线密封胶亦不能满足继续使用要求；常规楼层依据试验数据判定，大部分密封胶基本满足继续使用要求。
根据检测记录和表1所列既有玻璃幕墙安全状况评价标准，得出各项一级指标的分值；由于该幕墙工程为全隐框玻璃幕墙，而住院大楼为公共建筑，使用环境复杂，位于南方潮湿多雨环境中，结合实际情况，运用专家咨询权数法（Delphi法）确定各指标权重（见表3）。
将上述各指标分值和权重代入式(1)，得出该玻璃幕墙安全值：
S=76 x0.2 +93 x0.4 +87 x0.2 +22×0.15+56 x0.05 =75.9
根据表2进行安全风险预警等级综合评定，安全值75.9位于区间[70，80）内，可知该玻璃幕墙预警等级为中度预警，其安全性能不足，已显著影响玻璃幕墙继续使用，需针对问题部位进行修补、加固和更换。首先对破损玻璃应全部卸除并立即更换；对于硅酮结构胶，应进行科学取样、抽样检测，验证结构胶的性能，若不满足要求，应拆除原有副框及玻璃，清除后重新打胶或补胶；对个别表面存在严重流痕、涂膜严重腐蚀的构件，应做好表面防腐处理；对于部分表面存在严重锈蚀的开启窗连接件及其他配件，应除去锈层，并重新做好表面防锈处理；对于存在老化和龟裂的硅酮密封胶，应全部更换。之后进行二次抽查，结果达到安全使用标准方可认定警报解除。4 既有玻璃幕墙安全风险预警机制保障措施
鉴于目前我国对既有玻璃幕墙风险关注力度仍然不够，因此既有玻璃幕墙安全风险预警机制要顺利实施，必须以下列保障措施的支持为前提。
4.1制度保障
《既有建筑幕墙安全维护管理办法》第3条规定：“既有建筑幕墙的安全维护，实行业主负责制”。作为业主，应每隔5年进行1次全面检查，10年进行1次安全性鉴定。幕墙工程竣工验收1年后，建筑幕墙的安全维护责任人应对幕墙进行1次全面检查，超过设计使用年限的幕墙应每年检查1次。
但由于政府主管部门颁发的关于幕墙维护和保养的办法和法规并非强制性条款，有关管理部门一方面要加强玻璃幕墙的设计、施工、检验过程的监督；另一方面，为明确各方责任，具有强制性和全国性的法律法规应尽快出台，对已投入使用的玻璃幕墙进行强制定期检测和维护。
4.2业主保障
业主应切实履行其“业主负责制”职责，制定和落实幕墙的使用保养、维护与检查制度，运用预警机制开展定期检查和维修。在此基础上，更应不定期地启动预警机制，将任何安全隐患及时消除在萌芽状态，真正发挥预警机制的现实作用。此外，还应建立专门针对玻璃幕墙的技术档案，以及玻璃幕墙使用情况、维修改造情况等档案记录，为预警机制的实施提供必要的数据资料。
4.3技术保障
对既有玻璃幕墙进行安全性能检测是安全风险预警机制实施的重要保障，但既有建筑幕墙由于已投入使用，检测规程和方法不够完善，现场检测难度大。故对于既有玻璃幕墙应确定安全性检测的必要项目，大力研发相应的现场检测设备，保证检测方法实施的可操作性和经济性，将检测技术作为关注重点，研究简单可行、合理可靠的幕墙安全性评估办法。
4.4检测机构和幕墙维护、保养企业保障措施
应严格控制检测评估机构的资质，除了具备较高的检测能力，还应配备相应的检测设备。检测人员应具有一定的经验，熟练掌握相关专业知识。此外，检测评估机构还应具有承担相应民事责任的能力。
幕墙维护、保养企业也是预警机制的重要实施单位，但目前我国建筑幕墙维护、保养行业正处于初步发展阶段，市场上幕墙维护、保养公司鱼龙混杂，很多企业没有专业的幕墙维护、保养资质，故需及时引导和建立专门从事幕墙维护、保养工作的正规企业，使建筑幕墙安全维护的整体水平趋于专业化，保障既有玻璃幕墙安全风险预警机制的顺利实施。
5 既有玻璃幕墙安全风险预警机制的局限
由于既有建筑幕墙检测技术正处于发展阶段，文中预警指标体系的建立因此受限，如引起玻璃自爆的硫化镍的尺寸、玻璃内部缺陷等是面板自爆风险的重要预警指标，虽然有关专家学者已研发出光弹扫描法用以确定钢化玻璃杂质和缺陷，但并未大范围投入使用，故预警指标体系暂不能加入此类指标。相信诸如此类科学精确的检测仪器和方法已全面发展并将很快投入使用，可检测的指标数量也将不断增加，预警机制必须逐步跟进，做出相应方法和思路的调整，并将其大力推行，广泛应用于实际工程进行验证，在实践中不断改进，这将作为
今后工作的主要研究方向。
6 结语
针对目前幕墙行业事故频发的现状，本文系统地设计了既有玻璃幕墙安全风险预警机制，明确风险类型和检测方式；基于玻璃幕墙安全使用影响因素，通过建立既有玻璃幕墙安全风险预警指标体系，确立了安全风险预警标准和应对方案，给出预警响应流程，并运用实例验证其适用性。预警机制必须有各项保障措施的支持才能顺利实施，需要及时引导相关企业和个人，提高建筑幕墙行业的整体水平。
7[摘要]为减少既有玻璃幕墙安全事故发生，引入安全风险预警机制。对既有玻璃幕墙进行风险检测，明确风险类型和检测方式；基于玻璃幕墙安全使用影响因素，通过建立既有玻璃幕墙安全风险预警指标体系，确立了安全风险预警标准和应对方案，给出预警响应流程，并运用实例验证其适用性。提出了相应的保障措施，以促进既有玻璃幕墙安全风险预警机制的顺利实施。
